化学与生物学相遇:开发和制造未来药物的综合方法

4 - 3月- 2022

Curia公司研发部总裁Chris Conway说,直到最近,化学家和生物学家很少需要合作开发一种新的大分子药物

化学与生物学相遇:开发和制造未来药物的综合方法

小分子疗法是由化学家和生物学家组成的多学科团队创造的,而大分子疗法——蛋白质和抗体——几乎完全是由生物学家单独开发的(抗体-药物偶联物除外,这两个学科的科学家的见解对它们的成功至关重要)。

随着创新药物产品变得越来越复杂,这种传统的隔离继续消失。将这些药物推向市场,包括药物开发、GMP生产和监管申报,需要在化学和生物学方面具有深厚的专业知识。

尽管生物制剂兴起,但小分子药物继续主导着医药市场。小分子的发展主要取决于生物学家的专业知识,以确定治疗干预的新模式,以及化学家设计和合成具有适当活性和药物性质的结构,以利用它们。

生物学家提供了与目标蛋白结合的化合物的测定系统和高分辨率结构,允许预测、测试和改进结合假设,但通常是化学团队设计每一代新分子并推动临床候选药物的开发。

这些综合发现团队中生物学家和化学家之间的合作和交流的质量是他们的效率和成功可能性的关键。

化学与生物学相遇:开发和制造未来药物的综合方法

相比之下,生物学家在应用生物技术进步来制造单克隆抗体(mAbs)和其他大分子药物方面做了大部分繁重的工作。这些复杂的分子是使用分子生物学技术设计的,依赖于细胞培养,并由生物学家纯化和分析……几乎没有化学反应。

现在,随着adc的成功和mRNA药物的发现,我们正在看到小分子和生物制剂开发管道之间的传统隔离消失。例如,虽然mRNA是在试管中通过类似化学反应的DNA、核苷和酶合成的,但许多成分是用细胞培养制成的——这一过程传统上被认为是生物技术的——反应本身是经典的生物化学,但其规模超出了通常在非gmp研究环境中发现的范围。

复制酶是蛋白质,DNA和由此产生的mRNA可以有数百或数千个碱基长。这是一种包裹在脂质纳米颗粒(LNP)、小分子、大分子或全新的东西中的mRNA疫苗吗?无论如何定义,有一件事是肯定的:这些新型疗法的开发、扩大和商业化需要化学家和生物学家的共同努力。

复杂分子需要整合的研发和制造团队

药物开发的平均成本为13亿美元,将一种新药推向市场可能需要长达10年的时间。1但是,随着制药行业的发展速度,特别是在mRNA和疫苗方面,制药公司需要采取不同的做法。生物学家和化学家越来越需要密切合作才能将药物推向市场。

在药物生命周期中,成功的一个重要组成部分来自于将强大的研发能力与扩大到GMP生产和监管备案的能力相结合,这一切都在同一家公司进行。大多数初创企业和制药公司都必须与多个外部方合作,以扩大生产规模,并将药品推向市场。

在过去的十年中,Curia(前身为AMRI)已经成长为这些公司所需要的那种合作伙伴,提供从药物化学实验室的早期药物开发一直到商业生产的综合服务。

Curia对LakePharma和Integrity Bio的收购扩大了公司的能力,包括大分子药物的发现和先进疗法的开发、制造、配方和填充/完成,包括蛋白质、抗体、adc、LNPs、病毒载体和mRNA药物产品。

在化学和生物方面的合作能力

Curia现在在生产mRNA疗法、adc或其他生物制剂所需的各个技术领域拥有全面的专业知识。这些功能结合在一起,可以为客户提供从早期发现到填充/完成的端到端产品。每一步都得到了来自Curia全球卓越网络的数百名化学家、生物学家以及质量和监管专家团队的支持(表一)。

表一:能力:开发和制造过程的所有步骤都由Curia全球30个工厂网络中的多个团队负责

表一:能力:开发和制造过程的所有步骤都由Curia全球30个工厂网络中的多个团队负责

从mRNA到LNP:全球生产新型疗法的能力

制造mRNA-LNP产品(如疫苗)是一个复杂的过程,首先是mRNA的体外转录,最后是mRNA被封装在LNP中,制成供患者使用的成品。Curia拥有完整的分析能力和成熟的原材料供应链,能够完成mRNA药物生产的每一步,包括定制基因合成和质粒DNA生产。

修饰核苷的产生、mRNA转录和特化脂质的大规模生产,以及将mRNA与脂质混合形成对这些新型药物的配方至关重要的LNPs,也在我们的研究范围内(图1)。

图1:信使rna制剂制作过程中的主要步骤(BDS =原料药,BDP =原料药,LNP =脂质纳米颗粒,DP =药品)

图1:信使rna制剂制作过程中的主要步骤(BDS =原料药,BDP =原料药,LNP =脂质纳米颗粒,DP =药品)

尽管大众媒体的大部分注意力都集中在这些新药的mRNA部分,但技术上最困难的步骤是脂质的生产和LNP的配方。Curia在众多脂类的开发、放大和有效纯化方面拥有广泛的专业知识,包括在欧洲GMP设施中生产的公吨脂类。

其操作的灵活性和多个站点之间的协调使公司成为批准的mRNA药物配方中使用的关键脂质的主要供应商。

生物偶联和adc

生物偶联——用于制造adc——是一个小分子的化学与大分子的生物学相遇的过程。理想情况下,一个团队应该有几乎等量的化学家来创造弹头和连接器,生物学家来设计、生产和分析单克隆抗体和adc。

Curia传统上使用客户提供的单克隆抗体制造弹头、连接剂、药物连接剂化合物和定制adc。现在,随着LakePharma的收购,Curia拥有单克隆抗体和其他形式的治疗性蛋白的发现、开发和制造能力。

制药企业可以通过外包专业知识来补充其内部资源,以填补空白,但是,当化学家和生物学家属于同一家公司时,他们可以在没有保密披露协议(CDA)的情况下并肩合作,使过程更快、更有效。

当今许多突破性药物都需要一系列复杂的生产过程,从定制基因合成、分子克隆、化学设计和合成到用于蛋白质生产的大规模发酵。将这些产品推向市场的最有效和最具成本效益的方法是与拥有化学家和生物学家组成的大型综合团队的合作伙伴合作。

注册你的免费电子邮件通讯

参考

  1. O.J. Wouters, M. McKee和J. Luyten,“2009-2018年将一种新药推向市场所需的估计研发投资”《美国医学会杂志》323(9), 844-853(2020)。

特色企业

Baidu